[实用新型]电子调谐自动极化跟踪系统

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及卫星通信技术领域，尤其涉及移动载体天线与卫星之间的通信技术。

【背景技术】

卫星通信系统分为两大类，一是静态通信系统，主要应用于卫星数字电视的接收。二是移动卫星通信系统，应用于车辆、船舶、飞机等不断运动的天线载体与卫星之间的通信。前者主要应用于有线数字电视信号无法覆盖地区，或作为卫星电视信号发射主站。在这些应用当中，由于天线一直处于静止状态，只需要在天线安装时调整一次天线姿态以及极化角。而后者由于天线载体一直处于不断的运动中，天线姿态不断的进行改变，在这些情况之下，为了保证接收站与卫星之间的不间断的稳定通信，自动极化跟踪技术显得尤为关键。

自动极化跟踪技术是一种根据卫星和天线载体的经纬度以及天线载体运动姿态变化，由天线伺服系统计算出实时的天线动态极化角，用以调整天线所接收到的主极化信号以及正交干扰信号幅度大小以及相位，来实现天线接收通道信号的极化方向与卫星转发器的下行信号的极化方向匹配，无衰减的恢复原始卫星信号，并抑制正交极化干扰信号。

在目前的移动卫星通信系统中，比较常见的自动极化跟踪技术的一种方案是无源极化控制技术，参考附图1，通过姿态传感装置获得天线载体实时的姿态信息并发送到天线控制器，天线控制器根据该信息以及当前卫星、天线的经纬度，计算出天线的动态极化角，并换算出天线的极化角补偿值，以此来驱动极化电极使馈源转动一定角度，从而保持天线的极化角对准卫星转发器下行信号的极化角。但是无源极化控制技术通过极化电极转动馈源波导腔内的极化探针进行极化角匹配，要求极化电机与极化探针安装位置必须同心，这对工艺要求比较高。同时无源极化控制必将带来一定的信号损耗，在接收系统的前端，将会极大地损害G/T值，(G/T：增益与噪声温度比值)。除此之外，对正交极化干扰信号的抑制度不高，这会进一步降低接收系统的整体性能。

目前较常采用的第二种技术方案是收发一体式变极化控制方案，请参考附图2，该技术方案将接收以及发射整合在一起，根据计算得出的极化角，相应调整变极化单元相关参数，进而调整接收与发射信号波束以对准卫星。但该方案也存在缺陷，缺陷就是该方案对正交极化信号的抑制度不够，将会导致接收站与卫星之间的通信受到正交极化信号的干扰。由于收发一体化，导致一部分发射信号串扰进入信号接收系统，将会恶化接收信号的载噪比。

【发明内容】

本实用新型针对以上情况提出了一种简单易用、集成度高，并具有补偿天线板的正交极化隔离度的电子自动极化跟踪技术，出了能够有效实时地跟踪卫星下行信号的极化轴外，同时还能够抑制正交极化干扰信号，抑制发射通道信号，增加通信的可靠性。

本实用新型所涉及的电子调谐自动极化跟踪系统，包括微波电路板和数字控制电路板，该微波电路板包括依次信道连接的低噪声放大电路单元、极化控制单元、功率合成单元和微带滤波器，将微波电路板中所包括的所有单元以及数字控制电路板集成在两块印刷电路板上，并通过插针依次连接，数字控制电路板通过串行外设接口接收天线控制器的动态极化角，并控制微波电路板。

该微波电路板上的低噪声放大电路单元包括水平极化通道放大电路以及垂直极化通道放大电路，水平极化通道和垂直极化通道每个通道都设计了四级场效应管低噪声放大器、波导转微带电路以及两级微带滤波电路。

该水平极化通道和垂直极化通道中的四级场效应管低噪声放大器分别是第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、第三低噪声放大器、第四低噪声放大器、第五低噪声放大器、第六低噪声放大器、第七低噪声放大器和第八低噪声放大器；而水平极化通道和垂直极化通道中的两级微带滤波电路分别是第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器和第四滤波器；水平极化通道上依次连接有波导转微带电路、第一低噪声放大器、第一滤波器、第二低噪声放大器、第二滤波器、第三低噪声放大器和第四低噪声放大器；而垂直极化通道上则是依次连接波导转微带电路、第五低噪声放大器、第三滤波器、第六低噪声放大器、第四滤波器、第七低噪声放大器和第八低噪声放大器；微波电路板上的波导转微带结构主要是由波导腔体以及一段微带电路构成。

极化控制单元包括模拟移相器以及数字衰减器，二者均采用了单片微波集成电路方案。

水平极化通道连接第一极化控制单元，垂直通道连接第二极化控制单元，而第一和第二极化控制单元连接到功率合成单元。

该功率合成单元经过一个微带滤波器再次滤波后，连接到一个射频同轴连接器接口。